數字信號處理雙語教學方法的研究

蔣小燕 吳峰 相入喜

【摘 要】本文探討了“數字信號處理” 課程雙語教學課程建設的意義，提出“數字信號處理” 雙語教學的教學思路，采用了電子教案與板書相結合的教學方法。選擇適合的英文教材，激發學生利用雙語來學習數字信號處理的興趣。

【關鍵詞】數字信號處理；雙語教學；教學實踐

中圖分類號： TN911.72-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）13-0163-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.074

0 引言

“數字信號處理” 課程是通信與電子信息類專業的一門重要基礎學位課程。1998年，常州工學院開始與外校聯辦電氣工程及其自動化本科專業，設置本科課程“數字信號處理”，2000年，學校開始招收電子信息工程、電氣工程及其自動化、計算機科學與技術等電氣信息類本科專業，其中電子信息工程和計算機科學與技術專業設置了課程“數字信號處理”，2008年，“數字信號處理”被列為校級重點建設課程，2010年通過驗收。2011年，“數字信號處理”被列為校級精品課程建設課程，2013年通過驗收。2015年“數字信號處理”被列為校級網絡課程建設，2018年通過驗收。2017年“數字信號處理”又 被列為校級雙語課程建設。本文就我校“數字信號處理” 課程雙語教學建設介紹我們的心得和體會。

1 課程雙語教學的重要意義

隨著全球信息化的發展， 數字信號處理對國民經濟的各行各業的作用越來越重要， 各種新算法和新處理器件層出不窮[1]，最新的學術文獻來自于國際會議或國際期刊，基本為英語撰寫。我們電子信息工程專業的學生考研的越來越多，錄取率逐年上升，開展雙語教學有利于這部分學生繼續深造。經過調研，我們信息專業的學生畢業后從事本專業和相關專業的學生很多，這一領域的從業人員，要求能熟練使用英語進行文獻閱讀和查閱應用手冊。“數字信號處理”課程中的定理、專業詞匯較多，通過雙語教學加深學生對基本概念及原理的準確理解[2]，英文教材覆蓋面廣，有助于學生系統的學習和培養學生解決實際問題。因此，“數字信號處”課程的雙語教學改革具有十分重要的意義。

2 教學設計

2.1 教學內容和要求

我們采用英文教材、英語電子教案、講稿、教學進度、教學大綱；英文授課輔助中文解釋。采用英文ppt和黑板同時授課。作業采用英文教材里的全英文作業題目，要求學生用英文解答，不會的詞借助于英文詞典。考試采用英文試卷，鼓勵學生英文作答，但用中文作答不扣分。

2.2 教材選擇

我們的“數字信號處理”雙語課程，是一門3學分的專業必修課，教學內容方面：重點教學章節包括信號的分析部分（Discrete Sequences and Systems，Z-Transform， The Discrete Fourier Transform）和數字濾波器的設計部分（Digital Filter Structures，FIR Filter Design and IIR Filter Design）。雙語教學的教材需要授課教師根據本專業制定的教學大綱，結合國內外經典的數字信號處理技術教材、相關書籍， 精心挑選[3]，通過比較，我們選擇了Richard G.Lyons著，張建華、徐曉東、孫松林改編的數字信號處理（第二版）（英文版）。該教材在Richard G.Lyons所著Understanding Digital Signal Processing，Second Edition的基礎上進行了改編，針對通信信息類學校本科教學大綱，刪除了教學中一般不涉及的內容，調整了章節順序，并增加了z反變換、濾波器結構、線性相位FIR濾波器和其結構、模擬濾波器簡介的內容，使教內容材更加完整。該書的內容完全符合我們的教學大綱，全書在概述了離散序列和系統的定義和實例之后，詳細討論了離散系統的特性、信號的離散化和離散卷積、z變換、離散時間傅里葉變換和離散傅里葉變換、快速傅里葉變換、數字濾波器結構、以及有限和無限脈沖響應數字濾波器的設計等基本概念和基本理論。每章都增加了例題、習題和MATLAB例題，以便加強對每章內容的理解和掌握。從學生使用的情況來看，這本教材深入淺出，易于理解。

2.3 教學內容設計

通過實例引導學生學習相關知識點，例如把FIR濾波器的輸出看成求平均值，例子是記錄下每分鐘通過橋的汽車的數量，記錄了10分鐘，把最近的5分鐘求平均值，求平均可以使輸入變得平滑，我們知道時域的突然改變會引起高頻，求平均值就像低通濾波器一樣使輸入變得平滑，設第k分鐘的值為x（k），則輸出的表達式如下：

從式1可以看出n時刻的輸出是n時刻的輸入和n時刻以前4個輸入值的平均值，描述了輸入序列和輸入的移位序列加權得到輸出序列。從這個實例學生就形象地掌握了濾波器的原理，激發了學習的興趣。

快速傅里葉變換，書中給出了一個實例，給出了每個蝶形的計算步驟，學生通過實例，對快速傅里葉變換有了深刻的理解，有了這些數據，同學們也可以通過DSP Builder構造出FFT 的結構，增加學生的學習熱情，讓學生學以致用，這個例子在講傅里葉變換時也用到了，學生可以對照起來看，深刻理解傅里葉變換和快速傅里葉變換。

3 英文水平對教學效果的影響

對于英語水平較好的學生認為使用原版教材是有必要的， 能夠進一步的提高自己的理論水平，與國際接軌[4]。這部分學生很多通過了英語六級，最起碼通過了英語四級，能夠理解并掌握教學內容，他們覺得使用英文教材能掌握更多的專業英語詞匯，能更好地理解概念，通過教材中的實例，增加了學習的興趣和動力；但對英語基礎較差的學生，使用原版教材有一定的難度，聽課時會中英文結合，但課后復習時有一定的困難。

4 結論

本文探討了“數字信號處理”雙語教學的意義，提出了數字信號處理雙語教學建設的教材選取、教學內容和教學內容的設計等。雙語教學嘗試是一項長期且艱巨的任務，需進行積極的實踐與探索，提高“ 數字信號處理”雙語教學課程的教學質量。

【參考文獻】

[1]郭志強，楊杰，闕大順，等.“數字信號處理”課程雙語教學建設探討[J].電氣電子教學學報，2016，38（2）：14-17.

[2]劉海波，湯群芳.本科生“數字信號處理”課程雙語教學建設與研究[J].電子世界，2018（3）：53-53.

[3]馮姣，李鵬.數字信號處理雙語課程教學改革的探索與研究[J].電腦與電信，2017（8）：6-8.

[4]金昕，蔣明峰，曹麗.“數字信號處理”雙語教學實踐與探索[J].現代商貿工業，2014（10）：148-149.